Химическая энциклопедия - клеи синтетические

Ниже комнатной т-ры отверждаются комплексами BF3 с гликолями, алифатич. аминами или эфирами, смесью аминов с трифенилфосфитом (сохранность неск. мин), при комнатной т-ре алифатич. аминами за 4-12 ч до степени, при к-рой изделие можно подвергать дальнейшей обработке; отверждение ускоряют введением фенолов, спиртов, третичных аминов (сохранность 1-2 ч). Макс. прочность при сдвиге (15-20 МПа) клеевых соед. достигается через неск. сут; работоспособны при т-рах не выше 80 °С. Ароматич. аминами, ангидридами многоосновных карбоновых к-т, дициандиамидом, феноло-формальд. смолой эпоксидные клеи отверждаются при 120-200 °С в течение 10-2 ч (сохранность клея не менее 24 ч). Прочность клеевых соед. до 35 МПа, они работоспособны от -50 до 200 250 °С, устойчивы к действию влаги и в тропич. климате. Эластифицир. клеи создают клеевые прослойки, отличающиеся высокой трещиностойкостью. Эпоксидные клеи универсальны; их применяют практически во всех областях народного хозяйства. Полиуретановые клеи получают на основе изоцианатов (в т. ч. и блокированных) и гидроксилсодсржащих соед. (гл. обр. олигоэфиров), реагирующих с образованием полиуретанов. Могут содержать инициаторы отверждения (вода, спирты, водные р-ры солей щелочных металлов и карбоновых к-т), порошкообразные наполнители (ТiO2, ZnO, цемент), р-рители (ацетон, спирты, хлорзамещенные углеводороды), добавки полимеров (напр., хлорированный ПВХ). Выпускают в виде жидкостей разл. вязкости. Сохранность двухупаковочных клеев 1-3 ч. Они отверждаются при комнатной т-ре в течение не менее 24 ч или при 100-150°С и давлении до 0,3 МПа в течение 3-6 ч. По сравнению с другими К. с. обладают наиб. высокой адгезией к разл. материалам. Отвержденные клеи водо-, маслои атмосферостойки, устойчивы к действию топлив, ароматич. углеводородов; работоспособны гл. обр. от -200 до 120°С, клеи на основе полиэфиркарборанов и изоцианатов до 500 °С и выше (табл. 2). Применяют при сборке конструкций из металлов, пластмасс, стекла, керамики в авиац. и космич. технике, стр-ве, машинои автомобилестроении, при изготовлении дублир. материалов из полимерных пленок и др.

Основа одноупаковочных активируемых влагой полиуретановых клеев уретановый форполимер, содержащий своб изоцианатные группы. В отсутствие влаги (напр., в герметично закрытой емкости) сохранность этих клеев до 1 года. Однако они сравнительно быстро отверждаются при комнатной т-ре после нанесения на склеиваемые пов-сти; сохранность клея слоем 0,25 мм на воздухе при 23 °С и влажности 50% составляет от 15 мин до 5 ч, время отверждения в этих условиях и давлении 0,02-0,2 МПа от 1 до 18 ч (при 35-100°С до 5 мин). Основа одноупаковочных термически активируемых полиуретановых клеев -полиуретановый форполимер с блокированными изоцианатными группами или смесь полиэфирполиола с изоциапатом блокированным. М. б. в виде вязких жидкостей или твердых продуктов. Сохранность при 20 °С до 1 года. Отверждаются при 80-120 °С в течение 20-4 ч. Отвержденные клеи работоспособны от -60 до 120°С. Применяют для склеивания металлов и преим. неметаллов в разл. отраслях пром-сти. Карбамидные клеи получают на основе мочевинои (или) меламино-формальд. смол. Могут содержать отвердители (карбоновые или минер, к-ты преим. щавелевая, молочная, соляная, фосфорная и их аммониевые соли), наполнители (активные мука злаков, крахмал, производные целлюлозы; инертные древесная мука, гипс), пластификаторы (диэтиленгликоль, резорцин), хлоропреновые латексы, термопласты, напр. поливинилацетат, полиметилметакрилат (гл. обр. в виде дисперсий), вспенивающие агенты, ПАВ. Срок хранения смол при 18-23°С составляет 2-6 мес. Готовят клеи растворением порошкообразных смол в воде с послед. смешением их водных р-ров с др. ингредиентами. Карбамидные клеи жидкости разл. вязкости или пасты. М. б. одноили двухупаковочными. Сохранность клея, в к-рый введен отвердитель (1% NH4Cl), 2-24 ч. Отверждаются при комнатной т-ре в присут. отвердителя в течение 3-6 ч; при 90-120 °С в присут. отвердителя за 0,5-2 мин или без него за 5-12 мин. Характеризуются хорошей адгезией к древесине, пожарои взрывобезопасностью. Отвержденные клеи бесцветны, водои плесенестойки. Прочность при скалывании клеевых соед. разл. древесных материалов при 20 °С в сухом состоянии 1,5-4,0 МПа, после выдержки в воде при 20°С в течение 2 сут 3 МПа. Менее токсичны (благодаря меньшему содержанию своб. формальдегида) и в отвержденном состоянии более водостойки клеи на основе мочсвино-меламино-формальд. и мочевино-бензогуанамино-формальд. смол, чем клеи на основе мочевино-формальд. смол. С помощью клеев на основе меламино-формальд. смол получают соед. более высокого качества, чем с др. карбамидными клеями. Благодаря дешевизне эти клеи самые крупнотоннажные. Применяют их в столярных работах, произ-ве мебели, фанеры, макетов и др. изделий из древесины. Кремнийорг. клеи получают на основе кремнийорганических полимеров. Могут содержать: отвердитель (обычно орг. пероксиды, амины, щелочи, силазаны), эпоксидные олигомеры, каучуки и др. орг. полимеры, повышающие эластичность и прочность клеевой прослойки, полиоргано-металлосилоксаны, улучшающие термостойкость, эластичность и адгезию, наполнитель (асбест, BN, Сr2 О 3, ZnO и др.), р-ритель (этилацетат, спирт, толуол и др.). Выпускают в виде вязких жидкостей или паст. Отверждаются в течение 2-3 ч при 150-270 °С, с помощью силазанов при комнатной т-ре. Отвержденные клеи отличаются высокой тепло-, термои атмосферостойкостью; работоспособны от -60 до 600 °С (длительно) и до ~1000 °С (кратковременно), а клеевые прослойки на основе кремнийорг. эластомеров от Ч 110 до 260-300 °С. Применяют для склеивания металлов, теплостойких неметаллич. материалов (напр., стеклотекстолитов, графита, асбоцемента, теплостойких резин), приклеивания к металлам теплоизоляции и теплозащитных покрытий в авиац., ракетной и др. отраслях пром-сти. Полиэфирные клеи получают на основе ненасыщ. сложных полиэфиров, напр. олигоэфиракрилатов и (или) полиэтилeнгликольмалеинатов, олигокарбонатакрилатов. Могут содержать наполнитель (стекловолокно, SiO2, тальк, цемент), мономеры (стирол, винилацетат, мсгилметакрилат, акриловая к-та, амиды ненасыщ. карбоновых к-т), полифункциональныс соед. (аллиловые эфиры дикарбоновых к-т, триаллилцианурат), эпоксидные смолы, полиизоцианаты, загуститель (насыщ. полиэфиры). Сохранность многоупаковочных клеев от неск. мин до неск. ч. Их отверждают в присут. инициатора, а в нек-рых случаях и ускорителя (нафтената Со, третичных аминов) от неск. ч до 3 сут при 20 °С или от неск. мин до неск. ч при 60-100 ^o С. Применяют для склеивания полиэфирных стеклопластиков, термопластов, металлов, древесины, в произ-ве оптич. изделий, мебели, в стр-ве, машиностроении. Одноупаковочные композиции на основе олигоэфирили олигокарбонатакрилатов со строго определенным соотношением инициатора (гл. обр. кумилгидропероксида), ускорителя (аминов, амидов) и ингибитора (фенолов) наз. анаэробными клеями. Их можно хранить на воздухе, обычно в полиэтиленовой упаковке, стенки к-рой проницаемы для О 2, не менее 1 года. По вязкости h разделяют на сильнотекучие (h=10-20 мПа ^. с), текучие (h=20-200 мПа ^. с), средней вязкости (h=200-2000 мПа ^. с), труднотекучие (h=2000-20000 мПа ^. с) и пастообразные (h=20000-100000 мПа ^. с). Отверждаются без доступа воздуха при 15-35°С в течение 6 ч после обработки соединяемых пов-стей активаторами (напр., солями переходных металловFeCl3, CuCl2, Pb-, Coили Ni-солями жирных к-т) или в течение 24 ч без такой обработки, а при 100°С в течение 15-30 мин. В СССР выпускаются анаэробные клеи анатерм, унигерм и ВАК. В зависимости от состава отвержденные клеи работоспособны от -253 до 300 °С. Применяют для контровки винтовых и болтовых соединений, фиксации подшипников, зубчатых колес на валу, втулок, уплотнения резьбовых и фланцевых соединений и др. Акрилатные клеи получают на основе мономеров -акрилатов, цианакрилатов, реже их форполимеров и полимеров (в виде р-ров в собственных мономерах). Могут содержать наполнители (аэросил, кварцевая мука), пластификаторы (дибутилфталат, трифенилфосфат), модифицирующие добавки (синтетич. смолы, каучуки, др. мономеры, напр. стирол, винилацетат, акрилонитрил, акриловая к-та, диаллилфталат, глицедилметакрилат). Цианакри латные клеи содержат также ингибитор полимеризации (гидрохинон, SO2). Выпускают акрилатные клеи в виде жидкостей (одноупаковочные) или порошка и жидкости (двухупаковочные). Склеивание происходит при 20-100 °С или под действием УФ лучей. Сохранность после введения ускорителя отверждения может составить всего 1 ч. Для увеличения сохранности двухупаковочных клеев ускоритель в виде р-ра, напр. в хлорир. углеводороде, наносят на одну из соединяемых пов-стей, а акрилатный компонент на другую. Отверждение после приведения обработанных пов-стей в контакт заканчивается за неск. мин. В герметичной таре сохранность цианакрилатных клеев 6 мес, однако они быстро (за неск. с или неск. мин при 20 °С в зависимости от природы субстрата) отверждаются в отсутствие инициатора и ускорителя отверждения; процесс ускоряется влагой воздуха, слабыми основаниями или спиртами. Отвержденные акрилатные клеи масло-, топливо-, водои атмосферостойки, а клеи на основе цианакрилатов удовлетворительно устойчивы в воде. Работоспособны до 70-80 °С; отвержденные цианакрилатные клеи, модифицированные бифункциональными соед., до 150°С. Применяют для склеивания орг. и силикатных стекол, пластмасс, металлов; цианакрилатные клеи в произ-ве изделий, требующих быстрой сборки, в приборостроении, электронике и оптике; для присоединения тензорезисторов, соединения живых тканей в медицине, заливки трещин в металлич. деталях. Полиимидные клеи получают на основе полиамидокислот, олигоимидокислот, олигоимидов либо исходных соед. для их синтеза, превращающихся при отверждении в полиимиды. Могут содержать наполнители (алюминиевая пудра, асбест, стекловолокно), эластификаторы (каучуки) и термостабилизаторы (соед. As). Выпускаются в виде вязких р-ров (10-15%-ной, 50-60%-ной или 30-50%-ной концентрации соотв. на основе полиамидокислот, олигоимидокислот или олигоимидов) в полярных р-рителях (напр., ДМФА, диглиме, диоксане, хлорир. углеводородах, фурфуроле) или пленок, армированных стеклотканью, металлич. сетками и др. Жидкие клеи чувствительны к действию влаги и нагреванию; ок. 0 °С в отсутствие влаги их можно хранить от неск. мес до 1 года. Пленочные клеи в обычных условиях хранятся длит. время. Отверждаются при 150-450 °С и давлении 1-1,5 МПа в течение неск. ч. Отвержденные клеи отличаются высокой термо-, водо-, атмосфереи химстойкостью. Применяют в авиац. и космич. технике при сборке силовых конструкций из Ti, Be, легир. сталей, термостойких неметаллич. материалов, напр. графита, керамики, стеклопластиков.

Термопластичные клеи композиции на основе термопластов. Полиакриловые клеи получают на основе полимеров акрилатов, метакрилатов и их сополимеров (гл. обр. бутилакрилата или этилгексилакрилата с акриловой и метакриловой к-тами, стиролом, винилацетатом, этилакрилатом, метилакрилатом). Выпускают в виде р-ров в орг. р-рителях (напр., в этилацетате, толуоле, хлороформе, ацетоне) или дисперсий в воде. Могут содержать наполнители (аэросил, цемент, мел), пластификаторы, полимеры (нитрат целлюлозы, канифоль, сополимер винилхлорида с винил-ацетатом). Нек-рые типы клеев на основе низкомол. продуктов полимеризации бутилили этилгексилакрилата и их смесей с высокомол. гомологами (т. н. схватывающие клеи) обладают постоянной клейкостью в отсутствие р-рителя и способны при небольшом давлении и комнатной т-ре быстро "схватываться" с разл. пов-стями. Клеевые прослойки водо-, атмосфере-, маслои топливостойки, м. б. прозрачными. Применяют для склеивания стекол, термопластов, бумаги, тканей в произ-ве тары и др. упаковки, липких лент и нетканых материалов. Полиамидные клеи получают на основе полиамидов. Выпускают в виде жидкостей или твердых материалов (порошки, прутки, пленки и др.). Могут содержать р-рители (спирты, вода, фенолы, 25%-ный р-р СаСl2 в метаноле), пластификаторы (глицерин, касторовое масло, этерифицированное этиленгликолем), наполнители (порошки оксидов металлов, волокна), а также др. полимеры (канифоль, мо-дифицир. бутанолом феноло-формальд. смолу, полиизо-бутилен). Твердые полиамидные клеи типичные клеи-расплавы. Интервал т-р текучести в зависимости от типа полиамида 150-275 °С. Обладают хорошей адгезией к разл. материалам, в отвержденном состоянии высокой эластичностью, топливо-, маслои плесенестойкостью, устойчивостью к р-рам солей; работоспособны от -60 до 60-80 °С. Применяют в машинои приборостроении для соединения металлов между собой, а также с неметаллами, в произ-ве бумажной и картонной упаковки, изделий ширпотреба из кожи и тканей, для переплета книг, альбомов и др. полиграфич. изделий. Поливинилацетальные клеи получают на основе поливинилацеталей. Могут содержать пластификаторы, модификаторы, повышающие теплостойкость (диизоцианаты, глиоксаль, феноло-альдегидные смолы). Клей на основе немодифицир. поливинилацеталей выпускают гл. обр. в виде пленок, сохранность к-рых не менее 1 года. Характеризуются высокой адгезией к полярным пов-стям, в т. ч. к металлам и стеклу, а на основе поливинилбутираля являются также бесцветными, прозрачными, светои морозостойкими. Работоспособны до 60 °С, но недостаточно водостойки. Применяют для изготовления многослойных стекол, в произ-ве одежды. Поливинилацетатные клеи-25-70%-ные р-ры поливинилацетата в орг. р-рителях, напр. в спиртах, кетонах, эфирах, метиленхлориде, и его водные дисперсии (содержание полимера 35-60%). Выпускают в виде вязких жидкостей или паст. Могут содержать пластификаторы, природные и синтетич. смолы (канифоль, шеллак, поливинилбутираль, феноло-формальд. или алкидные смолы), антисептики (пен-тахлорфенолят Na), а пастообразные клеи наполнители (кварцевая мука, мел, тальк), дисперсные клеи-стабилизаторы (поливиниловый спирт). В герметичной таре можно хранить при 0-40 °С не менее 1 года. Обладают хорошей адгезией к разл. материалам, дешевы, водные дисперсии негорючи и безвредны. Клеевые прослойки работоспособны до 40 °С, топливо-, маслои атмосферостойки, но имеют низкие водостойкость и прочность при длит, нагружении. Применяют для склеивания бумаги, пластмасс, древесины, тканей, кожи, металлов в разл. отраслях пром-сти, стр-ве и быту. Поливинилхлоридные клеи получают на основе ПВХ, хлорированного ПВХ или сополимеров винилхлорида с винилацетатом и др. мономерами. Могут содержать др. полимеры (эпоксидная либо кумарон-инденовая смола, каучуки), наполнители (TiO2, SiO2, мел), пластификаторы. пигменты. Выпускают в виде р-ров в орг. р-рителях (кетонах, хлорир. углеводородах, эфирах, ТГФ) или дисперсии в пластификаторах (т. наз. пластизольные клеи). Концентрация клеев-растворов составляет 10-30%, пластизольных клеев не менее 90%. Хранятся в герметичной таре 0,5-6 мес. Склеивание клеями-растворами проводят при комнатной т-ре от 0,5 до неск. сут, а пластизольными клеями при 120-170°С в течение 10-30 мин. Клеевые прослойки стойки к действию агрессивных сред, отличаются высокой прочностью при расслаивании, работоспособны до 60 °С. Применяют для склеивания натуральных и искусств, кож, замши (в произ-ве обуви), тканей, древесины, пенопластов, для приклеивания материалов на основе поливинилхлорида к разл. материалам, пластизольные клеи для соединения замасленных пов-стей металлов, напр. в автомобильной пром-сти. Полиолефиновые клеи получают на основе гомои сополимеров этилена или полиизобутилена. Могут содержать наполнители, др. полимеры (атактич. полипропилен, прир. смолы, низкомол. полистирол), модификаторы, придающие повыш. адгезию и текучесть в расплавл. состоянии (малеиновый ангидрид, акриловая к-та, капролактам, воск, парафин) или повыш. теплостойкость полиизобутиленовому клею (дивинилбензол), антиоксидант. Выпускают в виде гранул, пленок, лент, шнуров, порошка, волокон, а полиизобутиленовый клей в виде р-ров (напр., в бензине). Полиэтиленовыми клеями соединяют по технологии склеивания клеями-расплавами при 200-210 °С, полиизобутиленовыми по технологии склеивания контактными клеями. наиб. распространение получили клеи на основе сополимеров этилена с винилацетатом (склеивают при 110-140°С в течение 1-15 с). Применяют для соединения текстильных материалов в швейном произ-ве, при изготовлении упаковочных материалов, в произ-ве обуви, липких лент и др. Полиэфирные клеи получают на основе насыщ. сложных полиэфиров, напр. продуктов взаимод. этиленгликоля и (или) бутиленгликоля с терефталевой, себациновой, ортофталевой или др. к-тами. Могут содержать наполнитель (TiO2, SiO2), р-ритель (метиленхлорид, ацетон), модифицирующие добавки (полиизоцианаты, др. полимеры). Выпускают в виде порошков, гранул, пленок, прутков. Склеивают ими по технологии склеивания клеями-расплавами. Клеевые прослойки водои атмосферостойки, работоспособны от -60 до 150°С. Применяют для склеивания пленок и тканей из полиэтилентерефталата, а также др. термопластов. Лит. Сборник технических условий на клеящие материалы, под ред Д. А. Кардашова. Л.. 1975: Кардашов Д. А., Синтетические клеи, 3 изд., М.. 1976: Петрова А П.. Термостойкие клеи, М., 1977; Кардашов Д. А., Петрова А. П.. Полимерные клеи. Создание и применение. М., 1983, Пригыкин Л М.. Кардашов Д. А.. Вакула В. Л.. Мономерные клеи, М., 1988. Handbook of adhesives. cd. by I. Skcist, 2 ed., N.Y., 1977; Lees W A. Adhesives in engineering design, L., 1984; Shields J., Adhesives handbook, 3 ed., L, 1984; Landrock A. H.. Adhesives technology handbook. Park Ridge (NY.). 1985; Habenicht G., Klebcn. Grundlagen, Technologie, Anwendungen, В., 1986. Г В. Комаров

Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия

Под ред. И. Л. Кнунянца

1988